近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所植物營養(yǎng)團隊研究發(fā)現(xiàn)氮肥誘導(dǎo)的富營養(yǎng)型非分解菌具有強大的吸收和轉(zhuǎn)運下游糖產(chǎn)物的能力，通過糖類養(yǎng)分競爭機制重塑了以強分解能力芽孢桿菌占據(jù)主導(dǎo)的微生物群落，并維持其高效降解能力。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊 （Nature Communications） 》上。

 

　　秸稈還田是保障國家糧食安全、實現(xiàn)化肥減施增效以及促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。然而，較高的秸稈碳氮比會刺激土壤微生物“氮挖掘”，導(dǎo)致作物與微生物爭氮。秸稈配施氮肥是平衡碳氮比的有效策略，既促進秸稈分解轉(zhuǎn)化為土壤有機碳，又能緩解微生物對氮素的競爭，從而優(yōu)化土壤-作物系統(tǒng)碳氮循環(huán)過程。當(dāng)前，施氮下原位秸稈分解過程及其微生物調(diào)控機制仍不清楚。

 

　　本研究利用三個施氮梯度下的秸稈包田間填埋試驗和微生物多組學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)施氮在秸稈分解前期塑造了以芽孢桿菌（Bacillus）和葡萄球菌（Staphylococcus）為核心的微生物群落。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了分解菌和非分解菌組成的合成微生物群落（SynComs）。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)證實，不具備分解能力的葡萄球菌通過糖類養(yǎng)分競爭機制，誘導(dǎo)秸稈分解者群落中具有強分解能力的芽孢桿菌比例不斷增加，并維持其高效降解能力，施氮條件下秸稈分解速率提高17%。本研究揭示了傳統(tǒng)研究中被忽視的富營養(yǎng)型非分解菌在土壤碳循環(huán)中的重要作用，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)秸稈分解和固碳新策略提供了重要理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所張美玲助理研究員為論文第一作者，艾超研究員為論文通訊作者，論文得到周衛(wèi)院士指導(dǎo)。本研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全國重點實驗室、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國家重點研發(fā)計劃、農(nóng)田智慧施肥、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕地科學(xué)中心、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目資助。

 

　　【引文方式及原文鏈接】

 

　　Zhang, M., Zhang, L., Li, J. et al. Nitrogen-shaped microbiotas with nutrient competition accelerate early-stage residue decomposition in agricultural soils. Nat Commun 16, 5793 （2025）。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60948-2